集成电路版图设计
集成电路版图设计
集成电路版图设计是指将电子元器件（如晶体管、电阻、电容等）根据电路图的要求进行布局和连线的过程，实现电路功能并将其制作成一张版图以供电路的制造和生产。
集成电路版图设计主要包括以下几个步骤：
1. 电路分析：根据电路的功能及要求，进行电路分析，确定电路的基本结构和模块。
2. 元件选择：根据电路的功能和性能要求，选择合适的元件进行布局。不同的元件具有不同的特性，如低噪声、快速开关、高频率等，需根据实际要求进行选择。
3. 布局设计：根据电路的结构和模块，将元件进行合理的布局。布局的目的是使得电路平衡，减少干扰和噪声，并提高电路的稳定性和可靠性。
4. 连线设计：根据电路的功能要求，将各个元件进行连线，形成完整的电路。连线的设计需要合理安排电路信号的传输路径，避免信号干扰和交叉干扰。
5. 优化设计：对布局和连线进行优化，以提高电路的性能。例如，优化连线的长度和宽度，减少信号延迟和功耗。
6. 输出版图：将优化后的电路设计转化成计算机可识别的格式，并输出成版图文件。版图文件可以用于电路的制造和生产。
集成电路版图设计的目的是在满足电路功能要求的前提下，使电路布局和连线达到最佳性能。对于大规模集成电路（VLSI）设计，还需要考虑功耗、热量和信号完整性等因素，以实现高集成度和高性能的电路设计。
随着技术的不断发展，集成电路版图设计也在不断演进，从传统的手工设计发展到计算机辅助设计（CAD）和自动化设计（EDA），大大提高了设计效率和准确性。
集成电路版图设计中的失配问题研究
集成电路版图设计中的失配问题研究 引言 集成电路是当今电子设备中不可或缺的关键部件，它们的设计和制造对设备的性能和 功耗有着重大的影响。在集成电路的设计过程中，版图设计是一个非常关键的环节，而失 配问题是版图设计中一个非常重要的研究课题。失配问题主要包括布局失配、工艺失配和 性能失配，它们会影响电路的性能和稳定性。对失配问题的研究和解决，对于提高集成电 路的性能和稳定性具有重要的意义。 一、布局失配问题 1. 布局设计中的关键参数 在集成电路的版图设计中，布局设计是非常重要的一环。布局失配问题主要是因为关 键参数在设计过程中未能准确布局造成的。晶体管的位置和宽度、金属线的线宽和间距等 都是设计中非常重要的参数，如果这些参数未能准确布局，就会导致布局失配的问题。 2. 解决布局失配的方法 为了解决布局失配的问题，设计师可以采用多种方法。通过严格的设计规范和设计流程，保证设计中的关键参数能够得到准确的布局。可以采用自动布局工具进行布局设计， 这样可以减少因为设计师的主观误差而导致的布局失配问题。还可以采用一些特殊的布局 技术，比如镜像布局、重复单元布局等，来减小布局失配的影响。 二、工艺失配问题 1. 工艺参数的变化 集成电路的制程是一个非常精密的过程，但是在制程中，由于各种因素的影响，工艺 参数会存在一定的变化。这些变化包括晶体管的迁移率、金属线的电阻等，这些工艺参数 的变化会导致工艺失配的问题。 2. 解决工艺失配的方法 为了解决工艺失配的问题，设计师可以采用多种方法。通过对工艺参数进行精确的模 拟和仿真，在设计阶段就能够发现潜在的工艺失配问题。可以采用一些特殊的工艺技术， 比如补偿技术和优化设计技术，来减小工艺失配的影响。还可以采用一些后端优化的方法，比如后端工艺调整和后端补偿设计等，来减小工艺失配的影响。 结论
集成电路版图设计复习doc资料
集成电路版图设计复 习
集成电路版图设计复习 1. 在P 型硅片上设计的nMOS 管可以分为n +层、 SiO 2层 、多晶硅层和金属层。 2. MOS 管元件参数中的C ox 是栅极单位面积所具有的 电容 。 3. SiO 2层在MOS 器件中作为MOS 器件的 绝缘栅介质 。 4. 在MOS 管版图设计中，W 是指源极/漏极沿栅极方向的长度，L 是指 栅极的宽度 。 5. 集成电路版图设计中的扩散电阻[]1R W L WT L N q R D n == μ，其中R []是由工艺所决定的 单位面积上的电阻 。 6. 20ln i D A T n N N V =ψ是PN 结的内部电位，是由于 载流子扩散 引起的电位。 7. 2)(2t i D ox n DD D d DD o V V R L W C V R I V V --=-=μ是共源极放大器输出电压的计算 公式，说明输出电压不仅与输入电压有关，还与 宽长比 和工艺有关。 8. 在单晶衬底上生长单晶材料的工艺叫做外延，生长有外延层的晶体片叫做 外延片 。是BJT 制造中经常使用的技术。 9. 版图设计软件一般提供三种基本的检查，DRC （设计规则检查）、ERC （电气规则检查）和LSV （版图与原理图对照检查）。 10. 在设计数字电路中二极管时，一般选择 C j =0.5C j 0 。 11. 集成电路设计流程包括系统设计、设计规范、电路设计、 （1） 四个阶段。(1) 版图设计 (2) 几何尺寸 (3) 工艺 (4) LSV 12. 不同的生产线提供不同的工艺保证，设计应当遵守工艺要求： （1） 要求、扩散要求、光刻条件要求、封装要求。
集成电路版图设计中的失配问题研究
集成电路版图设计中的失配问题研究 随着集成电路技术的不断发展，芯片设计已经成为现代半导体产业中至关重要的环节 之一。在制定具体的芯片版图时，失配问题是一个极其严重的问题，因为它会导致电路性 能的下降、功耗的增加以及可靠性的降低等问题。本文将详细探讨集成电路中的失配问题，包括失配的定义、失配的原因、失配的分类、失配的影响以及失配的解决方案等内容。 一、失配的定义 失配是指在芯片设计过程中因为生产制造、工艺优化、温度变化等原因所引起的电学 参数不同于设计值的情况。通俗来说，失配就是实际电路与设计电路之间存在着性能误差。电路设计中，失配是不可避免的，而我们需要关注的是如何通过技术手段来降低失配的影响，以保证芯片的性能和可靠性。 二、失配的原因 在芯片生产中，失配是由多种因素引起的。 1. 工艺变化：集成电路制造过程中不可避免地存在着工艺变化，如激光退火、电子 束光刻、等离子体刻蚀等。然而这些工艺变化将会导致器件的参数和性能发生变化，这种 变化通常被称为工艺漂移。 2. 温度变化：芯片在工作时会产生热量，而热量会导致芯片内部的温度变化。尤其 对高性能芯片，这种温度差可以很大。随着温度的变化，器件的晶体管参数，如场效应晶 体管的阈值电压、输出电阻等都会发生变化。 3. 变量或过程漂移：器件电气特性会发生随机的、非稳态的变化，与时间有关。这 种变化通常称为变量漂移或过程漂移。这种性质具有随机性和非连续性，常常是制造过程 的结果或设计电路中的细节减小造成的结果。 4. 物理泄漏和噪声：在纳米、亚纳米结构中，物理问题会引起器件的性能变化，如 隧道效应和本身相互作用导致器件的电学参数有误差；同时物理噪声也会干扰芯片的工作，例如热噪声、载流子噪声等。 三、失配的分类 失配问题可以分为两类：同类失配和库尔特失配。 1. 同类失配：是指在同一个芯片中，相同类型的器件会显示出不同的电学效应。例如，两个相邻的场效应晶体管长度相同，但文艺个体现在的某些参数就可能不一样，如介 质层的厚度，衬底的掺杂浓度。 2. 库尔特失配：是指出现于不同的元件之间的参数差异，例如，在芯片中不同场效 应晶体管之间的漏源、漏极和阈值电压等差异。
集成电路版图设计(反向提取与正向设计)
集成电路设计综合实验报告 班级：微电子学1201班 姓名： 学号： 日期：2016年元月13日
一.实验目的 1、培养从版图提取电路的能力 2、学习版图设计的方法和技巧 3、复习和巩固基本的数字单元电路设计 4、学习并掌握集成电路设计流程 二.实验内容 1. 反向提取给定电路模块（如下图所示），要求画出电路原理图，分析出其所完成的逻 辑功能，并进行仿真验证；再画出该电路的版图，完成DRC验证。 2. 设计一个CMOS结构的二选一选择器。 （1）根据二选一选择器功能，分析其逻辑关系。 （2）根据其逻辑关系，构建CMOS结构的电路图。 （3）利用EDA工具画出其相应版图。 （4）利用几何设计规则文件进行在线DRC验证并修改版图。 三.实验原理 1. 反向提取给定电路模块 方法一:直接将版图整体提取（如下图）。其缺点：过程繁杂,所提取的电路不够直观,不易
很快分析出其电路原理及实现功能。 直接提取的整体电路结构图 方法二：将版图作模块化提取，所提取的各个模块再生成symbol，最后将symbol按版图连接方式组合成完整电路结构（如下图）。其优点：使电路结构更简洁 直观、结构严谨、层次清晰，更易于分析其原理及所实现的功能。 CMOS反相器模块CMOS反相器的symbol CMOS传输门模块 CMOS传输门的symbol
CMOS三态门模块 CMOS三态门的symbol CMOS与非门模块 CMOS与非门的symbol 各模块symbol按版图连接方式组合而成的整体电路 经分析可知，其为一个带使能端的D锁存器，逻辑功能如下:
①当A=1，CP=0时，Q=D，Q—=D—； ②当A=1，CP=1时，Q、Q—保持； ③当A=0，Q=0，Q—=1。 2.CMOS结构的二选一选择器 二选一选择器（mux2）的电路如图所示，它的逻辑功能是： ①当sel=1时，选择输入A通过，Y=A； ②当sel=0时，选择输入B通过，Y=B。 二选一选择器（mux2）由三个与非门（nand）和一个反相器（inv）构成(利用实验1 的与非门和反相器symbol即可)。 CMOS结构的二选一选择器整体电路 按照层次化设计方法，mux2的版图层次如下图所示，有底层的PMOS管和NMOS管组成高一级的与非门和反相器，加上布局mux2的连接线，在组成顶级的mux2版图。 四.实验步骤 1.反向提取给定电路模块
集成电路版图布图注意要点
一、可能需要调整的参数，注意要在版图中加入DUMMY的元件，以备今后调整的需要。 二、可能需要测试的结点，要在合适的位置加入测试的PAD点。 三、先确定好端口名称和端口顺序，按合理PCB布图的需要，排好端口，定好封装。 四、依据确定的封装和端口顺序，理清模块内外的具有强干扰能力的结点和怕被干扰的结点； 布线时做好隔离和区别对待，一般用接地铝条夹道隔离或者改为上层金属跳线连接，减少与下层金属的并行长度，尽量加大与下层金属的间距，有交叉的点尽量做垂直交叉。 五、模块内N管和P管的沟道长度和宽度方向要一致，模块与模块之间也要保持方向一致。 六、OP内部的排布 1、内部要保证差分对管的XY方向的匹配或者叫交叉匹配； 2、电流镜要保证偏置支路和镜像支路的X方向匹配，左右两边做好DUMMY； 3、电流沉要保证偏置支路和镜像支路的X方向匹配，左右两边做好DUMMY； 4、电流镜和电流沉的元件要集中摆放； 5、N管和P管的沟道长度和宽度方向要一致； 6、OP的镜像电流要以电流线接入；禁止电压线接入； 7、输入和输出尽量按从左至右的原则，使输出端尽量远离输入端； 8、输入或输出要确定频率，是高频时，要做好夹道隔离或者跳线连接。 9、做沟道的POLY区域，禁止铝线跨过。 10、差分对管、电流镜、电流沉等需要匹配设计的部分要单独隔离，减少相互间的干扰。 七、需要精密匹配的电阻，要做好X方向的匹配，常用的是ABAB ABBA 等，左右两边要加 好DUMMY POLY做好边缘环境的匹配。 八、大模块的摆放，按分离安静程度不一的模块的原则，和贴近封装端口的原则来排布。较 安静易受干扰的模块要远离开关管、推动模块，逻辑处理模块和一些有强干扰特性的结点和连线。特性相同的模块要集中摆放。 九、地线处理要严格区分大电流功率地、模拟地、数字地；PAD处理上尽量分开设计，但最 好靠近摆放，方便封装邦线。 十、电源线、地线和开关使用的大电流线等，要依据电流大小推算确定线条宽度；原则上， 线条电流能力要大于有效值电流要求，接近峰值电流要求。 十一、衬底电位不同的高压P管要放置在不同的NWD中；衬底电位相同的高压P管可以共NWD以减小面积。漏电位相同的高压N管可以共NWD，否则必须单独使用NWD隔开。
集成电路版图设计实验心得
集成电路版图设计实验心得 实验心得，总结：集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路，如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计，更别说自己能够将它做好。因此，我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术，熟悉相关工具软件，学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。下面介绍下此次课程实验的主要内容：一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管：当没有加上反向偏压时，为导通状态，正向导通；在加上反向偏压后，反向阻断，变为截止状态，且耗尽所有能量；当两端都接上负载时，电流经过负载电阻降为0，同时功耗降到最小。二极管有如下特性:(1)结电容，很小（约10^-9法拉，正常情况下为0.7左右）。（2）特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。在静态工作点附近，当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大; 实验心得，总结：集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路，如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计，更别说自己能够将它做好。因此，我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术，熟悉相关工具软件，学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。下面介绍下此次课程实验的主要内容：一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管：当没有加上反向偏压时，为导通状
态，正向导通；在加上反向偏压后，反向阻断，变为截止状态，且耗尽所有能量；当两端都接上负载时，电流经过负载电阻降为0，同时功耗降到最小。二极管有如下特性:(1)结电容，很小（约10^-9法拉，正常情况下为0.7左右）。（2）特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。在静态工作点附近，当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大;当电压减小到某 一值后，电流突然减少，并且这个电流的值为管子特性曲线的斜率，但仍保持原来的电流值不变，在管子轴线上电流不再是一条直线，管子的阻抗发生了翻转，导致其电流迅速下降。因此称之为“雪崩”效应。
IC版图设计和PCB版图设计的区别
IC版图设计和PCB版图设计的区别 IC指的是集成电路，IC版图设计（IC layout）是指将前端设计产生的门级网表通过EDA 设计工具进行布局布线和进行物理验证并最终产生供制造用的GDSII数据的过程。其主要工作职责有：芯片物理结构分析、逻辑分析、建立后端设计流程、版图布局布线、版图编辑、版图物理验证、联络代工厂并提交生产数据。作为连接设计与制造的桥梁，合格的版图设计人员既要懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉制程厂的工作流程、制程原理等相关知识。IC版图设计是IC设计步骤里除去验证的最后步骤。IC版图设计做的是芯片本身，是微电子行业制作的芯片级别的版图，是在一块晶体硅上做掺杂而制成的芯片电路，因此这里的版图设计（layout）就是芯片内部的电路物理实现，即使是裸片，肉眼也是看不清线路的，因为实在是太小了。一般IC版图设计主要常用的软件有Cadence的virtuoso，Synopsys等。Cadence IC版图设计包括Virtuoso Layout Synthesizer，Schematic Composer，DRC，LVS等工具的使用。 IC版图在设计的时候的样子，当然这只是一个芯片的一小部分： 而PCB电路板设计的对象是宏观电路，即使用做好的芯片去搭建电路系统。PCB版图是在PCB板上将器件连接的版图。PCB版图设计涉及PCB设计和硬件仿真建模。常用的软件有protel，pads等。像Cadence等软件，功能强大，既可以用来设计IC版图，也可以设计PCB版图。大学专业里有这样两个专业“微电子OR集成电路设计”“电路与系统”，前者涉及的主要是IC版图，后者主要涉及PCB版图。在国内，一般只有“半导体物理与微电子”专业才有IC版图设计课程。 Cadence公司的电子设计自动化（Electronic Design Automation）产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。Cadence公司IC版图设计和PCB版图设计两套软件都有，说通俗点就是一个是IC(集成电路内部互连）设计，一个是PCB电路板设计。Cadence spb XXX是PCB设计的，XXX是版本号；Cadence IC XXX 是IC设计的，XXX是版本号。
版图设计
集成电路版图设计 什么是集成电路版图设计？所谓的集成电路版图设计是根据逻辑与电路功能和性能要求以及工业水平要求来设计芯片制造时光刻用的掩模版图，实现IC设计的最终输出其中版图是一组相互套合的图形，各层版图表示不同的工艺步骤，每层版图用不同的图案表示。DRS和LVS开始前需要做哪些准备？DRC开始前需要准备好版图文件和DRC规则文件，LVS开始前需要准备好版图文件、电路图文件和runset文件 为什么需要进行版图数据处理？在形成整体的版图并通过DRC、LVS的验证后，版图设计过程就完成了，但这个时候的版图GDS数据还不能拿去制作掩模版，还需要对GDS数据进行处理。该版图GDS数据中的层次跟最终模板的层次并不是完全一致的，该版图GDS 数据还需要进行工艺涨缩处理，以满足掩模版制作需求。集成电路设计流程：功能要求、电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证、后仿及优化。 光刻工艺流程：底膜处理、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、显影检测、刻蚀、去胶、最终检验。 工艺要求：特征尺寸、集成度、晶圆尺寸工艺文件夹包含：技术文件、显示文件 DRC步骤：建立DRC运行目录、修改规则文件、导出gds2文件、编译规则文件、执行DRC检查、DRC结构分析 狗骨电阻的优点：能够控制电流走向，使电阻误差减小。 集成电路发展的趋势是什么？制程工艺越来越精细、集成度越来越高、电路功能越来越强大、越来越趋向于智能化 集成电路中的电阻分为哪几种？有扩散电阻、多晶硅电阻、阱电阻 简述为什么尽可能多地设计阱接触？能大大减小寄生电阻的阻值，有效抑制闩锁。 在绘制PMOS版图时，为什么在接触区域进行SN注入？SN注入降低了接触电阻，接触孔容易刻蚀，形成欧姆接触。 简述什么是闩锁效应？闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片。 什么是保护环，保护环的主要作用？能抑制闩锁效应的设计方式就是保护环作用: 1.阻碍少子保护环 2.载流子注入类型为少子 3.保护类型为少子 4.电位保持PN结反偏 5.起分流作用。 在绘制NMOS或PMOS的过程中所使用的CSMC05MS中的几何设计规则？CSMC05MS工艺中的TO层需盖出接触孔的距离最小是0.3微米，CSMC05MS工艺中的有源区上的接触孔W1层应距离多晶硅栅至少0.4微米。 设计规则是什么，包括哪些东西？芯片上物理层的尺寸进而版图设计必须遵守的规则叫做设计规则。包括最小宽度，最小间距，最小包围，最小延伸。 请简单说明LSW窗口中的AV、NV、AS、NS？AV:下方所有图层在编辑区域可见。 NV:下方所有图层在编辑区域都不可见。 AS:下方所有图层在编辑区都可以被选择。 NS:下方所有图层在编辑区都不可以被选择。简述设计库是什么，有什么作用？设计库：根据用户使用需要自行创建。是cds.lib 文件中定义的。一个设计库中可以含有多个单元。合理的设置设计库可以提高文件系统中的设计的可管理性。例如可以将每个项目中的电路放到各自的设计库中 填空题1、版图设计:就是按照线路的要求和一定的工艺参数，设计出元件的图形并进行排列互连，以设计出一套供IC制造工艺中使用的(光刻掩膜版) 的图形，称为版图或工艺复合图。 2、CIW窗口是Cadence软件的（控制）窗口，从菜单栏Tools中可以调用Cadence集成的许多工具，包括电路图设计工程以及版图设计工具等。 3、电路设计也称IC的（前端电路设计）只有当电路设计完成并仿真验证之后才开始下一阶段工序即版图设计，即（后端设计） 4、库管理工具是进行工程设计的重要工具,其中的文件都是按（库）、（单元）和（视图）进行管理的。 5、启动Cadence时输入命令“icfb&” ，命令中带&表示Cadence将在（后台）运行。 6、在设计某个具体芯片项目时，该芯片的设计库需要和流片的FAB厂的（工艺库）关联。 7、代工厂提供的工艺文件一般包括（显示文件）和（工艺文件）两部分。8、CSMCO5MS工艺中的接触孔W1间的最小距离是（0.5）微米。 9、CSMC05MS工艺中的T0层需盖出接触孔的距离最小是（0.3）微米10、CSMCO5MS工艺中的有源区上的接触孔W1层应距离多晶硅栅至少（0.4）微米。 二判断题1大宽长比的晶体管对后级容性负载进行驱动。按照一般的单管布局，需要画成很长的矩形条，这就意味着栅长度的增加，同时栅寄生电阻的阻值也会增加，这就导致了晶体管各个位置的导通时将会同步（X） 2如果是PMOS差分对，则要在相应的N阱上打上N+接触孔，以吸收衬底噪声。N+接触孔的间距越大越好（X） 3解决闩锁效应的办法有很多种，出发点不同，解决的方法也就各异。从降低寄生三极管的增益来看，方法之-可以通过增加NMOS和N阱的距离来达到（√） 4从工艺上讲，SOI(Silicon on Insulator)工艺能从根本上来消除闩锁效应的产生（√） 5CMOS反相器的重要特性是，当输出处于逻辑稳态时，两个MOS管中仅有一个导通。因此在CMOS反相器工作时，电源和地之间是不会有大电流流过的（X） 6CSMCO5MS工艺中是双阱工艺，这就意味着除了N阱TB层应该还有一个P阱P阱层目前没有在层次中显现，这意味着出问题了（X）7在Label框内输入VDD后，点击"Hide"后相应的字母就会粘在鼠标上，用鼠标在金属A1单击后，标注名就会确定下来，同时这个标注名也会显示在光刻版上（X8一般而言，芯片的尺寸越大，其良率就越低（√） 9MOS管的工作频率与沟道长度无关（X） 10版图设计人员一般不会在标准的工艺流程中添加额外的工艺要求（√）11版图设计人员只需要读懂设计规则，没有必要去了解芯片制造工艺及流程（X） 12一般情况下版图设计人员通过计算电阻的方块数就能大致了解电阻的阻（√）14芯片在设计时，仅需考虑设计要求，不需考虑工艺要求（X） 13版图一-般需转换成标准格式GDSII文件输出，然后将此文件交给代工厂进行掩膜制造并最终生产出实际的集成电路（√） 15设计规则中的几何设计规则部分体现了FAB.厂对工艺精度的限制（√） 16FAB厂的掺杂工序所涉及到的掺杂浓度被抽象为几何设计规则中的氧化层厚度来表示（X） 几何设计规则明确了具体工艺参数及由工艺结果抽象出的电学参数（X） CSMCO5MS工艺中的T0层对应的工艺步骤是形成N阱（X） CSMC05MS工艺中的SP层对应的工艺步骤是对有源区进行P型离子注入（√） 硅片有外延层，就能杜绝CMOS电路中的Iatch-up效应（X） CSMCO5MS工艺中的W1层对应的工艺步骤是形成A1层金属与A2层金属之间的过孔（X 接触孔在条件允许的情况下一般是越多越好（√） Virtuoso Layout Editor中菜单栏Options中的Display选项含有版图显示层级这部分内容（√） 在一般情况下，格点控制中X Snap Spacing与Y Snap Spacing的设置以代工厂的规则为依据，取规则中尺寸的最小单位（√） 版图的绘制与原理图编辑的操作不同，不具有显示的层次关系（X）在Virtuoso Layout Editor设置Gravity On中，可以根据需要打开引力或者去掉引力（√）
Layout(集成电路版图)注意事项及技巧总结
Layout主要工作注意事项 ●画之前的准备工作 ●与电路设计者的沟通 ●Layout 的金属线尤其是电源线、地线 ●保护环 ●衬底噪声 ●管子的匹配精度 一、l ayout 之前的准备工作 1、先估算芯片面积 先分别计算各个电路模块的面积，然后再加上模块之间走线以及端口引出等的面积，即得到芯片总的面积。 2、Top-Down 设计流程 先根据电路规模对版图进行整体布局，整体布局包括：主要单元的大小形状以及位置安排；电源和地线的布局；输入输出引脚的放置等；统计整个芯片的引脚个数，包括测试点也要确定好，严格确定每个模块的引脚属性，位置。 3、模块的方向应该与信号的流向一致 每个模块一定按照确定好的引脚位置引出之间的连线 4、保证主信号通道简单流畅，连线尽量短，少拐弯等。 5、不同模块的电源，地线分开，以防干扰，电源线的寄生电阻尽可能较小，避免各模块的 电源电压不一致。 6、尽可能把电容电阻和大管子放在侧旁，利于提高电路的抗干扰能力。 二、与电路设计者的沟通 搞清楚电路的结构和工作原理明确电路设计中对版图有特殊要求的地方 包含内容：（1）确保金属线的宽度和引线孔的数目能够满足要求（各通路在典型情况和最坏情况的大小）尤其是电源线盒地线。 （2）差分对管，有源负载，电流镜，电容阵列等要求匹配良好的子模块。 （3）电路中MOS管，电阻电容对精度的要求。 （4）易受干扰的电压传输线，高频信号传输线。 三、layout 的金属线尤其是电源线，地线 1、根据电路在最坏情况下的电流值来确定金属线的宽度以及接触孔的排列方式和数目，以避免电迁移。 电迁移效应：是指当传输电流过大时，电子碰撞金属原子，导致原子移位而使金属断线。在接触孔周围，电流比较集中，电迁移更容易产生。 2、避免天线效应 长金属（面积较大的金属）在刻蚀的时候，会吸引大量的电荷，这时如果该金属与管子栅相连，可能会在栅极形成高压，影响栅养化层质量，降低电路的可靠性和寿命。 解决方案：（1）插一个金属跳线来消除（在低层金属上的天线效应可以通过在顶层金属层插入短的跳线来消除）。 （2）把低层金属导线连接到扩散区来避免损害。 3、芯片金属线存在寄生电阻和寄生电容效应 寄生电阻会使电压产生漂移，导致额外的噪声的产生 寄生电容耦合会使信号之间互相干扰
集成电路版图技巧总结
四．版图技巧Z 1．对敏感线的处理 对敏感线来说，至少要做到的是在它的走线过程中尽量没有其他走线和它交叉。因为走线上的信号必然会带来噪声，交错纠缠的走线会影响敏感线的信号。 对于要求比较高的敏感线，则需要做屏蔽。具体的方法是，在它的上下左右都连金属线，这些线接地。比如我用M3做敏感线，则上下用M2和M4重叠一层，左右用M3走，这些线均接地。等于把它像电缆一样包起来。 2．匹配问题的解决 电路中如果需要匹配，则要考虑对称性问题。比如1：8的匹配，则可以做成3×3的矩阵，“1”的放在正中间，“8”的放在四周。这样就是中心对称。如果是2：5的匹配，则可以安排成AABABAA的矩阵。 需要匹配和对称的电路器件，摆放方向必须一致。周围环境尽量一致。 3．噪声问题的处理 噪声问题处理的最常用方法是在器件周围加保护环。 Nmos管子做在衬底上因此周围的guardring是Pdiff，在版图上是一层PPLUS,上面加一层DIFF，用CONTACT连M1。Pdiff接低电位。 Pmos管子做在NWELL里面因此周围的GUARDING是Ndiff，在版图上先一层NPLUS，上面加一层DIFF，用CONTACT连M1。Ndiff接高电位。 在一个模块周围为了和其他模块隔离加的保护环，用一圈NWELL，里面加NDIFF，接高电位。 电阻看类型而定，做在P衬底上的周围接PDIFF型guarding接地；做在NWELL里面的则周围接NDIFF型guarding接高电位。 各种器件，包括管子，电容，电感，电阻都要接体电位。 如果不是RF型的MOS管，则一般尽量一排N管一排P管排列，每排或者一堆靠近的同类型管子做一圈GUARDING，在P管和N管之间有走线不方便打孔的可以空出来不打。 4．版图对称性 当电路需要对称的时候，需要从走线复杂度，面积等方面综合考虑。 常见的对称实现方式： 一般的，画好一半，折到另一半去，复制实现两边的对称。 如果对称性要求高的，可以用质心对称的方式，把管子拆分成两个，四个甚至更多。 如把一个管子拆成两个可以AB BA 的方式 如果有四个管子，可以各拆成三个，用ABCDABCDABCD的方式
实验38 模拟集成电路的版图设计
实验38 模拟集成电路的版图设计 模拟集成电路设计是现代集成电路设计的重要组成部分。模拟集成电路的版图设计是模拟集成电路设计环节中的重要关键环节。模拟集成电路版图设计的优劣直接影响着整个集成电路的性能和设计的成败。 本实验要求学生在系统地学习了《半导体物理》、《场效应器件物理》、《模拟集成电路设计》和《集成电路制造技术》等专业知识的基础上，使用Tanner公司设计开发的集成电路版图设计工具Ledit软件，独立完成CMOS模拟集成电路单元的版图设计和布局工作，提高模拟集成电路版图设计和布局能力，强化对模拟集成电路制造技术的理解和知识运用能力，培养学生初步的模拟集成电路版图设计能力。 一、实验原理 1. 模拟集成电路版图中的器件与设计规则 在模拟集成电路中，主要器件有NMOS、PMOS、NPN和PNP晶体管，二极管、电阻和电容等。这些器件在Ledit软件中，实现的方法存在较大差异，但都是遵循器件的定义实现的。器件的定义存储在以.ext为后缀的器件萃取文件中。 在Ledit软件环境下，P型衬底N阱CMOS 2P2M工艺下(两层多晶两层金属)，模拟集成电路版图中器件的设计规则，除去与数字集成电路版图设计中通用的规则外，主要还有：NPN、PNP晶体管设计规则、电容设计规则和电阻设计规则等，表38.1中摘录了这些规则中的部分内容。使用这些设计规则可以实现NPN、PNP、MOS电容和电阻等器件版图。 =1.0μm部分设计规则 表38.1 P型衬底N阱CMOS工艺下， 182
在绘制模拟集成电路版图时，所绘制的各种基本图形尺寸不能小于这些设计规则要求的尺寸，否则将导致设计规则错误。在Ledit软件环境下，完成设计规则检查的功能称为设计规则检查（Design Rule Check，DRC）。在集成电路版图绘制过程中，需要经常性地使用DRC功能来检查版图是否存在错误，这样做可以避免同时有太多违反设计规则的错误产生，决定着版图的完成效率和完成质量。版图的设计规则是最小尺寸要求，将基本图形的尺寸有意绘制大些，DRC 检查不认为是一种设计规则错误，但在整个集成电路中将造成芯片面积的浪费，所以在布局基本图形时，充分考虑器件必要的几何尺寸的同时，应使用尽量小的基本图形尺寸。 2. 模拟集成电路版图图层定义 在Ledit软件环境中，P型衬底N阱CMOS 2P2M工艺条件下，模拟集成电路版图中除去与数字部分定义相同的基本层外，主要还定义有：一层多晶硅电阻识别标记（Poly Resistor ID）、二层多晶硅电阻识别标记（Poly2 Resistor ID）、N 型扩散电阻识别标记（N Diff Resistor ID）、P型扩散电阻识别标记（P Diff Resistor ID）、P型基区电阻识别标记（P Base Resistor ID）和N阱电阻识别标记（N Well Resistor ID）等电阻类基本层；一层多晶硅与二层多晶硅电容识别标记（Poly12 Capacitor ID）、NMOS电容识别标记（NMOS Capacitor ID）和PMOS电容识别标记（PMOS Capacitor ID）等电容类基本层；NPN晶体管识别标记（NPN ID）、P型基区识别标记（P Base）、横向PNP晶体管识别标记（LPNP ID）、横向PNP 晶体管发射极识别标记（LPNP Emitter ID）和二极管识别标记（DIODE ID）等有源器件类基本层。所有识别标记都是电路萃取标记。 使用上述模拟集成电路版图的基本层定义，可以用来制作MOS晶体管、双极晶体管、二极管、电阻和电容等器件。集成电路版图中的基本层就是相关工艺的光刻掩模。图38.1给出了NMOS、PMOS晶体管的纵向剖面结构。图中有源区的不同，充分地说明了N型和P型选择区是重要的有源区掺杂类型识别标记。图中是采用多支晶体管并联结构实现的较大宽长比晶体管。 图38.1 NMOS、PMOS晶体管的纵向剖面结构 图38.2绘出了NPN、PNP晶体管的纵向剖面结构。左侧NPN晶体管存在P 型基区，右侧PNP晶体管中没有类似结构，这正是纵向NPN晶体管与横向PNP 晶体管的一个重要差别。在CMOS工艺条件下，可以同时实现纵向NPN晶体管 183
集成电路版图设计的技巧分析
集成电路版图设计的技巧分析 摘要：集成电路产品只有拥有更小的尺寸和更好的良率才能在市场竞争中脱颖 而出，这就要求版图设计人员拥有更加专业的水平和更高的技能。基于此，本文 主要分析了集成电路版图设计的技巧。 关键词：集成电路；版图设计；布局；技巧 1集成电路版图设计的概述 在集成电路设计的过程中，版图设计是最后一个设计环节，起到一个收尾的作用，是在 前面系统设计、逻辑设计及电路设计的基础上所开展的。集成电路的版图设计包括很多方面，是将电路拓扑为电芯片的必要手段。因为之前的集成电路设计都是在图纸上完成的， 要想将这些设计应用在实际的集成电路芯片上，就必须要对其进行线路布局和版图设计。 2集成电路版图设计流程分析 2.1与电路设计者进行有效沟通 在版图设计开始之前，版图设计师需要跟电路设计师取得良好的沟通。需要了解他对于 工作进度的安排以及对版图面积的要求。知道哪些功能模块在电路中特别重要，哪些器件 需要进行高度的匹配以及哪些模块之间可以就近摆放或者需要进行相应的隔离处理。还包括 要了解电路中哪些是大电流的部分，需要多大的线宽等等一系列版图设计的细节。版图设计 师只有在设计的初始阶段尽可能多的了解和熟悉版图设计中的要点和值得注意的事项，才能 在整个芯片设计过程中更有针对性的进行优化。 2.2全局规划设计 全局规划设计环节决定着相关元件所处的位置和分布方式，一般来讲这一布局设计与已 经成型的电路图很相像，只需要按照每个模块的面积作出相应调整，使其以最紧凑的合理方 式结合在一起。另外，在全局设计中还要注意合理设计焊盘的分布，焊盘的布局原则是在 满足电路内部信号连接的基础上，尽可能减少使用面积和芯片成本。 2.3分层设计 分层设计是在全局规划的基础上，按照从大模块到小模块的设计顺序，将各种功能模块 的电路划分为一个个单元，然后合理的设计这些单元内部的子模块和器件。通过先完成底 层子模块级别的版图设计，再一层一层逐步往上，进一步整合完成最上层的整个集成电路 的版图设计。 2.4版图的验证2.4.1DRC 验证 DRC 是设计规则检查，根据工艺设计规则对版图进行检查，如果发现存在违反设计规则 的地方会在版图上标记，并显示错误的原因。此时，版图设计工程师就要根据提示做出相 应的更改，直到没有DRC 报错为止。在版图设计的最初阶段就要对每个模块进行DRC 验证，以确保每个底层的模块都是符合设计规则的。否则如果等到最上层布局布线完成后，才发现 模块内部有大量的DRC 错误就会很难修改，有的甚至会影响到整个项目的进度。 2.4.2ANT 检查
集成电路版图设计中的失配问题研究
集成电路版图设计中的失配问题研究 集成电路作为现代电子系统中不可或缺的一部分，其版图设计是保证电路功能和性能 的重要环节。在集成电路版图设计中存在着失配问题，这些失配问题可能会导致电路性能 的下降甚至故障。对于集成电路版图设计中的失配问题进行深入研究，对于提高电路性能 和可靠性具有重要意义。 一、失配问题的定义及影响 失配问题是指在集成电路版图设计过程中，由于工艺制造设备、工艺参数变异等因素 导致的不同器件之间的参数偏差或差异。这些参数偏差包括器件的尺寸、电性能等方面的 差异，这些差异可能会导致电路性能的下降和不稳定。 失配问题的影响主要表现在以下几个方面： 1. 电路性能的下降：失配问题会导致电路的参数不匹配，从而降低电路的性能，包 括增益、带宽、抖动等方面。 2. 功耗增加：失配问题可能导致电路在工作过程中产生额外的功耗，从而降低电路 的能效。 3. 可靠性下降：失配问题可能导致电路的稳定性下降，从而影响电路的可靠性和寿命。 4. 设计成本增加：处理失配问题需要引入额外的电路设计技术和工艺制造方法，从 而增加了设计成本。 二、失配问题的研究现状 目前，针对集成电路版图设计中的失配问题，国内外学者已经开展了大量的研究工作。其中包括以下几个方面： 1. 失配问题的建模和分析：学者们通过建立失配模型，分析失配对电路性能的影响 规律，从而为失配问题的解决提供理论基础。 2. 失配问题的校准技术：针对失配问题，学者们提出了一系列的校准技术，包括电 路设计技术、工艺制造方法等，以减小失配问题对电路性能的影响。 通过上述研究，已经取得了一定的成果，为集成电路版图设计中的失配问题提供了一 定的解决方案。由于失配问题的复杂性和多样性，仍然有许多问题需要进一步研究和解 决。 三、未来研究方向
集成电路课程设计--cmos反相器的电路设计及版图设计
目录 摘要 (3) 绪论 (5) 1软件介绍及电路原理 (6) 1.1软件介绍 (6) 1.2电路原理 (6) 2原理图绘制 (8) 3电路仿真 (10) 3.1瞬态仿真 (10) 3.2直流仿真 (11) 4版图设计及验证 (12) 4.1绘制反相器版图的前期设置 (12) 4.2绘制反相器版图 (13) 4.3 DRC验证 (15) 结束语 (17) 参考文献 (18)
摘要 CMOS技术自身的巨大发展潜力是IC高速持续发展的基础。集成电路制造水平发展到深亚微米工艺阶段，CMOS的低功耗、高速度和高集成度得到了充分的体现。本文将简单的介绍基于ORCAD和L-EDIT的CMOS反相器的电路仿真和版图设计，通过CMOS反相器的电路设计及版图设计过程，我们将了解并熟悉集成电路CAD的一种基本方法和操作过程。 关键词：CMOS反相器ORCAD L-EDIT版图设计
Abstract The huge development potential of CMOS technology itself is the foundation of sustainable development of IC high speed. The manufacturing level of development of the integrated circuit to the deep sub micron technology, CMOS low power consumption, high speed and high integration have been fully reflected. In this paper, the circuit simulation and layout design of ORCAD and L-EDIT CMOS inverter based on simple introduction, through the circuit design and layout design process of CMOS inverter, we will understand and a basic method and operation process, familiar with IC CAD. Keywords: CMOS inverter layout ORCAD L-EDIT
《集成电路版图设计》课程标准(高职)
《集成电路版图设计》课程标准 1.学分：4 学分课程性质 《集成电路版图设计》是版图设计工程师职业岗位分析的基础上而设置，在集成电路产业中具有重要地位。该课程主要学习集成电路及版图设计概念、方法与工具、集成电路设计软件的基本操作、常见元器件的版图设计及验证。 2.课程任务 使学生具备集成电路版图基本设计的能力，了解版图设计及验证的基本流程方法，能够适应版图辅助设计工程师的岗位需求。 3.课程要求 结合本课程的特点，逐步培养学生观察分析问题能力，以及环保、成本、产品质量、团队合作等意识。 二、教学目标 1.知识目标 （1）培养学生谦虚、好学的能力； （2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风； （3）培养学生自学能力 （4）培养学生良好的职业道德。 2.能力目标 （1）培养学生的沟通能力及团队协作精神； （2）培养学生分析问题、解决问题的能力； （3）培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风； （4）培养学生的质量意识、安全意识。3. 素质目标 （1）集成电路及版图设计概念； （2）能识读常见集成电路元器件的版图； （3）能识读常见集成电路的整体版图； （4）能识读典型集成电路制造工艺剖面图；
（5）会运用典型集成电路工艺的主要设计规则； （6）能正确设置逻辑设计库和版图设计库； （7）能利用集成电路逻辑设计工具在逻辑设计库中进行简单逻辑图的绘制； （8）能在版图输入过程中正确调用工艺库中的各种元器件的版图。 三、与前后课程的联系 1.与前续课程的联系 本课程的前序课程主要是《模拟电子技术》、《电子产品制图与制板》、《半导体制造工艺》等课程。通过这些课程的学习，学生已经具备开始学习版图设计的基础。 2.与后继课程的关系 学习本课程后，为参加1+X 集成电路开发与测试职业技能等级考证提供基础支撑，为参加工作从事集成电路版图设计工程师及其他集成电路行业工作岗位打下基础。 四、教学内容与学时分配 表1 课程项目结构与学时分配表
《集成电路版图设计》课程教学大纲
《集成电路版图设计》课程教学大纲 课程名称：集成电路版图设计课程代码： 英文名称：IC Layout Design 课程性质：专业课学分/学时：3/54 开课学期：春季 适用专业：微电子学、电子科学与技术 先修课程： 后续课程： 开课单位：课程负责人： 大纲执笔人：大纲审核人： 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明 学生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质：简单介绍课程，说明本课程在专业培养中的地位和作用，下面给出一个例子供参考。 课程性质：集成电路版图设计是微电子学和电子科学与技术专业必修课程，同时也是专业主干课程。本课程旨在让学生初步掌握集成电路版图设计的原理、方法并进行实践。 教学目标：说明本课程的主要内容，以及课程教学应达到的目标，下面给出一个例子供参考。教学目标：本课程讲授集成电路版图设计涉及的流程、设计方法和优化方法，并基于CMOS 工艺讲授集成电路版图设计。 本课程的具体教学目标如下： 1、了解集成电路设计流程，掌握版图设计流程； 2、掌握集成电路版图设计和优化方法； 3、能利用Cadence仿真软件，基于CMOS工艺，完成集成电路的版图设计； 4、能利用Cadence仿真软件，基于CMOS工艺，完成集成电路的版图优化； 5、正确认识集成电路版图设计的重要意义、发展规律和未来发展趋势。 二、课程目标与毕业要求的对应关系（明确本课程知识与能力重点 符合标准哪几条毕业要求指标点）
三、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内 容和要求，指明重点内容和难点内容）（重点内容：★；难点内容：∆） 1、课程介绍和集成电路版图设计导论（3课时）（支撑课程目标1、5） 1.1本课程的教学内容、结构和考核等 1.2集成电路版图设计的重要性★ 1.3集成电路设计流程 1.4集成电路版图设计的流程★ 1.5集成电路版图设计的发展规律和未来趋势 2、Cadence Virtuoso 应用（3课时）（支撑课程目标 3、4） 2.1环境配置与启动方式 2.2 界面介绍 2.3基本操作介绍 3、集成电路原理图设计（6课时）（支撑课程目标2、3、4） 3.1 原理图设计基本操作介绍 3.2 电路器件调用与修改参数 3.3 电路连线与端口设计 3.4 电路设计模块化 4、集成电路前仿真（12课时）（支撑课程目标3、4） 4.1仿真环境搭建 4.2 直流仿真 4.3 瞬态仿真 4.4 电路设计与调试★∆ 5、集成电路版图设计基础（9课时）（支撑课程目标2、3、4） 5.1 版图设计基本操作介绍
版图设计与验证知识点
版图设计与验证知识点 版图设计是集成电路设计中至关重要的一环，它涉及到电路的物理 布局、电气连线以及验证等多个方面。本文将介绍版图设计与验证的 核心知识点，包括版图设计的基本原理、验证技术和常见问题解决方法。 一、版图设计的基本原理 1. 版图设计概述 版图设计是将逻辑设计所得到的电路结构和电气连线转化为实际可 制造的物理布局的过程。它涉及到器件的放置、连线的规划以及信号 和电源的引入等内容。版图设计的目标是满足电路性能要求，并优化 面积、功耗和可靠性等指标。 2. 版图设计流程 版图设计流程包括电路结构分解、布局规划、连线布线以及电气规 则检查等步骤。在进行版图设计时，需要考虑电路的特性、器件的模 型和引脚定义、工艺限制以及可靠性要求等因素，以确保设计的正确 性和可生产性。 3. 器件放置与布局 器件的放置和布局是版图设计的关键步骤之一。在进行器件放置时，需要考虑信号传输的延迟、功耗和电磁兼容等因素。同时，还需要遵
循电路结构分解的原则，将电路划分为功能块，并将其放置在合适的 位置，以满足设计要求。 4. 连线布线与电源引入 连线布线是版图设计的核心内容之一，它决定了电路信号的传输质量。在进行连线布线时，需要考虑信号的延迟、功耗和敏感度等因素，并采用适当的布线规则和技术来保证电路的性能。此外，还需要引入 电源并进行电源线的布局，以确保电路的稳定性和可靠性。 二、验证技术与方法 1. 版图验证概述 版图验证是在版图设计完成后，对设计结果进行检查和验证的过程。它包括电气规则检查、物理设计规则检查、仿真验证和设计规模评估 等步骤。版图验证的目标是发现和修复设计中的错误，并确保设计的 正确性和可制造性。 2. 电气规则检查 电气规则检查是对电路连接性、电气参数和器件模型等进行验证的 过程。它可以帮助设计师发现并纠正电气连接错误、功耗过高、电压 偏差和敏感度等问题。通过使用专业的电路仿真工具，可以对电路进 行全面的电气特性分析和验证。 3. 物理设计规则检查